资源描述：
《图像数字水印的攻击与评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷第5期信息与控制Vol.30,No.52001年10月InformationandControlOct.,2001文章编号:1002-0411(2001)05-477-04图像数字水印的攻击与评估刘彤裘正定(北方交通大学信息所北京100044)摘要:近年来,随着多种图像数字水印算法的提出,有必要建立一系列评估算法性能的评估标准.本文列举了一系列对数字图像的攻击方法,提出了检验图像水印算法稳健性和不可见性的标准,并给出了空域法和基于小波法下图像水印质量的评估结果.a关键词:图像数字水印;稳健性;不可见性;攻击;性能中图分类号:TP391文献标识码:BATTACKSANDEVALUA
2、TIONOFIMAGEDIGITALWATERMARKINGLIUTongQIUZheng-ding(InstituteofInformationScience,NorthernJiaotongUniversity)Abstract:Inthelastfewyears,digitalwatermarkshavebeenproposedasasolutionforsolvingtheille-galcopyingandproofofownershipprobleminthecontextofmultimediaobjects.Butitisstilldifficulttohavearoug
3、hstandardoftheirperformancesandhencecomparethem.Soweproposeabenchmarktocom-pareimagewatermarkingonafairbasis.Keywords:digitalimagewatermarking,robustness,imperceptibility,attacks,performance1概述(Introduction)一般说来,水印的稳健性越好,其不可见性就随之降低,反之亦然.所以应该根据应用背景的不同,近年来,随着数字媒体(数字图像、数字音频、数在稳健性和不可见性之间进行折衷.迄今为止,人们字
4、视频)的广泛应用,盗版问题已成为严重的社会问已经提出了多种嵌入和提取数字水印的算法,如空题.传统的加密方法对敏感信息的保护和认证具有域法、扩频法、基于DCT变换、基于小波变换、基于[6]一定的局限性.这样,作为加密技术的补充,近几[3,4]付立叶变换、SVD方法等.算法设计的不同使得年迅速发展起来的数字水印技术(digitalwater-图像水印质量也各有不同.因此,人们有必要建立一marking)成为信息安全和多媒体领域的一个新的研套能客观、正确、统一地评估水印质量的标准.究热点.数字水印技术是利用人类视觉系统(HVS)的2攻击方案及评估标准(Attackschemes冗余,通过一定的
5、算法在数字信息中加入不可见标andevaluationbenchmark)记,但不影响数据的合理使用和价值,并且不能被人与密码技术类似,数字水印技术在实际应用中的知觉系统觉察到,起到证明作品的版权归属的作必然会遭到各种各样的攻击.人们对新技术的好奇、用.除非对数字水印具有足够的先验知识,任何破坏盗版带来的巨额利润都会成为攻击的动机(恶意攻和消除水印的企图都将严重破坏图像质量.击);而且数字制品在存储、分发、打印、扫描等过程稳健性和不可见性是图像数字水印最基本的要中,也会引入各种失真(无意攻击).因此图像水印算[2]求.稳健性的要求包括:法设计者应对水印图像进行一系列测试,评测水印*一般信
6、号处理(滤波、平滑、增强、有失真压的稳健性能,并根据评估过程中出现的各种问题相缩)下的稳健性.应地修改算法.*几何变化(旋转、缩放、分割)下的稳健性.目前出现了许多专门评估水印质量的攻击软*欺骗攻击(包括共谋攻击和伪造)下的稳健性.a收稿日期:2000-10-14478信息与控制30卷[4]2件,如Mosaic、Digimarc、SureSign、StirMark等,RSNR=-10log10(1)D例如StirMark,它能对图像进行微小的、肉眼无法2察觉的几何形变,如拉伸、裁剪、移动、弯曲等,并模PSNR=-10log10N(2)D仿图像经过高质量打印机打印、高质量扫描仪扫描N-12
7、1-2后,图像中引入的误差.此外,图像的每一个象素都其中:R=∑(xi-x),Ni=0被引入微小的、满足均匀分布的误差值,以模仿在扫N-1N-11d2-1描仪和显示设备中,由非线性模/数转换器产生的微D=N∑(xi-x)i,x=N∑xii=0i=0小误差.图1(a)、(b)分别为原始图像和经过随机几N为图像的码书长度;xdi为输出图像的象素值.何形变攻击的图像waterfall(图像大小为256×2562.2测试图像象素).可见其变
